利用PAPI接口监测Java程序的硬件执行特征 - 编程入门网

以本文附带的样例代码为例，利用 PAPI 接口监测 Java 程序的硬件执行特征，用户首先要按照 常规方法编译被监测的 Java 应用程序。

javac　Fibonacci.java　

然后， 将 C 语言编写的代理程序编译为动态链接库。

gcc　-shared　-lpapi　-lpthread　-o　 libPAPI_Agent.so　-I　$JAVA_HOME/include/　PAPI_Agent.c　

注意，因为本文在代理 程序中使用了 pthread 库函数，所以要在编译选项中增加 -lpthread 参数。另外，还需要保证在编译时 已经包含了定义有 JVMTI 接口函数的头文件。

最后，在执行被监测 Java 程序的时候，通过下面 的指令加载代理程序并对 Java 程序进行运行时的监测。

java　-agentlib:PAPI_Agent　 Fibonacci　

在 Java 程序的运行过程中，JVMTI 代理程序将对表 3 所列的虚拟机事件进 行监控并调用与之相对应的回调函数。回调函数通过 PAPI 接口访问处理器的硬件性能计数器，并在被监 测程序运行完成时获得程序中各个线程的硬件执行特征，其输出如下。

Thread　name:　 main　 Counter　value[0]　=　[22140488] Counter　value[1]　=　[6640502] Counter　value[2]　=　[22418555] Counter　value[3]　=　[70891030] Counter　 value[4]　=　[57302729] Counter　value[5]　=　[70891030] Thread　name:　 DestroyJavaVM　helper　thread　 Counter　value[0]　=　[2168] Counter　value[1]　= 　[4504] Counter　value[2]　=　[2183] Counter　value[3]　=　[14284] Counter　 value[4]　=　[5774] Counter　value[5]　=　[14284] Thread　name:　Thread-1 Counter　value[0]　=　[7259] Counter　value[1]　=　[7774] Counter　value[2]　=　 [7367] Counter　value[3]　=　[51694] Counter　value[4]　=　[20038] Counter　 value[5]　=　[51694]

通过分析上面的输出信息，用户可以发现在被监测的 Java 程序运 行过程中有三个线程先后被启动，其中名为 Thread-1 的线程是用于进行 Fibonacci 数列计算的应用线 程。根据表 4 的处理器事件描述，用户可以算得该应用线程的 CPI 为 2.58，在程序运行过程中在 14% 的时间里流水线工作正常，而在另外 15% 的时间里流水线为空载。如果对其它更多的处理器事件进行监 测，用户就可以获得更全面的程序运行时的硬件执行特征进而开展更深入的分析，以发现程序性能问题的 根源所在。关于如何利用程序的硬件执行特征分析程序性能，请参阅参考资源中所列的相关网页链接。

总结

PAPI 是一组用于访问处理器硬件性能计数器的本地接口，用户可以利用它获得程序 运行过程中产生的各种处理器事件的发生次数，进而将这些数据作为评估和分析程序性能的可靠依据，有 助于更准确地发现程序性能问题的根源。本文在深入分析 PAPI 接口功能的基础上，结合 Java 程序的执 行特征，提出了一种基于 JVMTI 的方法，该方法能够有效地利用 PAPI 接口对 Java 线程的运行时硬件 特征进行监测。

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